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最新核電池技術研發獲得的新突破
美國密蘇裏大學研究團隊近日對外表示，他們已經敲開了新一代水性核電池技術的大門。該電池技術應用範圍廣泛，從汽車電池到航天器，均可使用。該研究成果被刊登在了《自然》雜志上。
核電池的基本原理是通過輻射釋放能量。自上世紀50年代開始，核電池的研究便已開始，並被應用在早期的心髒起搏器上。核電池是安全的，現在，包括臥室內的火災探測器、建築物的緊急出口標志等，都有核電池的身影。這些安全設施之所以依賴核電池，是因爲該電池的最大特性——寿命超长。无需充电，在十几年内，核電池都能够源源不断供应能量。
但核電池的缺点也非常明显。首先，其辐射量中仅有一小部分能够有效转化为电荷，能量密度很低。再者，核電池的辐射可能会影响到核電池中的半导体部件。
核電池的关键在衰变。在这一过程中，原子核内一个中子转变为一个质子，同时释放一个电子，即粒子。高能电子束在穿过窗口通道后进入捕获层，半导体材料内部电子将被粒子激发到激发态，从而形成电子-空穴对，最后形成宏观电压，在拥有回路后，就出现了电流。由于这个机制类似于光伏效应（Photovoltaic），所以用衰变作为能量源的核電池也被称为贝塔伏特電池（Betavoltaic）。
为了屏蔽核電池中射线的影响，过去的研究一直把屏蔽材料的研究聚焦在固体材料之上。但事实上，液体才是目前已知效果最好的屏蔽材料。
由JaeWKwon領導的密蘇裏大學研究團隊發現，在將輻射直接轉化爲電荷的過程中，液體是出色的媒介。此外，在液體中，射線持續激發的自由基也能發電。
密苏里团队使用锶90作为核電池的源，以镀铂的二氧化钛电极来收集能量，并将其转化为电子。值得一提的是，钛在防晒霜和抗紫外线阻断剂中，是常见的元素。
密苏里团队研发的核電池有水性的半导体材料，在屏蔽辐射的同时，它还能吸收辐射，并将粒子的动能吸收。当液体吸收辐射的能量时，辐射分解与自由基开始出现，这是一种高度反应但存在时间又非常短暂的化学物种。它们能够被转化为电能，进一步提高了電池输出的功率。
密苏里团队称，该发现揭示了核電池发电的新机制，并为创造能量密度更高的化学電池铺平了道路。同时水性電池中的离子溶液不易冻结，在非常低的温度下也可以工作。这意味着其应用范围很宽，包括汽车電池、航天、医疗、极地研究设备等领域。
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